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高温气冷堆氦气驱动电机多运行状态下铁心损耗研究

郭成光  
【摘要】:氦气驱动电机是高温气冷堆核电站一回路的能动设备,其安全稳定运行能力直接关系到核电站的稳定高效运行。由于该电机工作在高温高压环境下,且容量大、运行状态多,工况复杂,明确驱动电机的设计准则,准确计算电机损耗是电机温度场分析的前提,对电机稳定运行具有重要意义。以某氦气驱动电机为研究对象,在分析电机运行工况及条件要求的基础上,基于电机有限元分析理论,结合电机结构的基础参数,建立了驱动电机二维电磁场物理模型。通过分析驱动电机额定负载运行状态的主要电磁性能,并与设计数据对比,验证了模型的正确性。为了准确分析氦气驱动电机在多种运行状态下的铁心损耗产生机理,有必要对驱动电机在理想正弦供电电源下的铁心损耗进行系统地分析。在系统阐述铁心损耗基本理论的基础上,分别对电机在空载、额定负载,以及其它负载状态的电磁场进行计算,通过对电机关键区域磁密的分析,揭示了驱动电机多运行状态下不同区域铁心损耗的分布规律,并给出了驱动电机额定运行状态下各区域铁心损耗密度的计算结果。分析了驱动电机采用逆变器供电方式下谐波产生的基本原理,建立了逆变电路和电机的耦合仿真模型,分析了逆变电路输出电压的谐波特性,揭示了驱动电机由逆变器供电时的谐波分布规律,分析了驱动电机的定子齿顶磁密谐波特性。在此基础上,计算了驱动电机多种运行状态下的铁心损耗,对比分析了不同供电方式下的铁心损耗,揭示了逆变器参数对驱动电机铁心损耗的影响,分析了电机铁心损耗与逆变器调制比、载波比的作用规律。


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